用于甲烷催化燃燒的雙層結(jié)構(gòu)式催化劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于甲烷催化燃燒的雙層結(jié)構(gòu)式催化劑及其制備方法，雙層結(jié)構(gòu)式催化劑包括載體以及設(shè)置在所述載體上的活性涂層，所述活性涂層包括依次設(shè)置的稀土復(fù)合分子篩負(fù)載Pt涂層和稀土復(fù)合氧化鋁負(fù)載Pd涂層；所述稀土復(fù)合分子篩負(fù)載Pt涂層和稀土復(fù)合氧化鋁負(fù)載Pd涂層的重量比為1:1?1:4。本發(fā)明的雙層結(jié)構(gòu)式催化劑，可用于低濃度甲烷的催化燃燒，其中的活性涂層具有稀土復(fù)合氧化鋁負(fù)載Pd涂層和稀土復(fù)合分子篩負(fù)載Pt涂層雙層結(jié)構(gòu)，制備方法簡(jiǎn)單易行，制得的催化劑活性高，對(duì)甲烷的催化燃燒效果好。
【專利說明】
用于甲烷催化燃燒的雙層結(jié)構(gòu)式催化劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種催化劑，尤其涉及一種用于甲烷催化燃燒的雙層結(jié)構(gòu)式催化劑及 其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 甲烷(CH4)是最穩(wěn)定的烴類，通常很難活化或氧化。CH4催化燃燒是在催化劑的作用 下，使CH 4發(fā)生完全氧化反應(yīng)生成二氧化碳(CO2)和水(H2O)。與常規(guī)的火焰燃燒相比，CH 4催 化燃燒具有起燃溫度低、燃燒完全，適用的甲烷濃度范圍寬等特點(diǎn)，從而在尾氣凈化、發(fā)電、 工業(yè)窯爐等方面有廣闊的應(yīng)用前景。
[0003] 目前，對(duì)甲烷進(jìn)行催化燃燒的催化劑主要有復(fù)合氧化物催化劑和負(fù)載型貴金屬催 化劑。復(fù)合氧化物催化劑包括有鈰基氧化物催化劑、雙摻雜型復(fù)合氧化物催化劑、摻雜型稀 土雙鈣鈦礦催化劑等，負(fù)載型貴金屬催化劑包括有鈀基催化劑等；目前的催化劑還難以適 用于低濃度（IOppm)的甲烷的催化燃燒。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，提供一種制備簡(jiǎn)單、可用于低濃度甲烷的用于甲 烷催化燃燒的雙層結(jié)構(gòu)式催化劑及其制備方法。
[0005] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:提供一種用于甲烷催化燃燒的雙層 結(jié)構(gòu)式催化劑，包括載體以及設(shè)置在所述載體上的活性涂層，所述活性涂層包括依次設(shè)置 的稀土復(fù)合分子篩負(fù)載Pt涂層和稀土復(fù)合氧化鋁負(fù)載Pd涂層;所述稀土復(fù)合分子篩負(fù)載Pt 涂層和稀土復(fù)合氧化鋁負(fù)載Pd涂層的重量比為1:1-1: 4。
[0006] 優(yōu)選地，所述載體為蜂窩陶瓷。
[0007] 優(yōu)選地，所述活性涂層的上載量為80-180g/L。
[0008] 優(yōu)選地，所述稀土復(fù)合分子篩負(fù)載Pt涂層中，活性載體為分子篩，活性組分為鉑， 所述鉑在所述稀土復(fù)合分子篩負(fù)載Pt涂層中的重量含量為0.1-5%;所述鉑以PtO x形式負(fù) 載于所述稀土復(fù)合分子篩負(fù)載Pt涂層中，其中0 < X < 1。
[0009] 優(yōu)選地，所述稀土復(fù)合氧化鋁負(fù)載Pd涂層中，活性載體為氧化鋁，活性組分為鈀， 所述鈀在所述稀土復(fù)合氧化鋁負(fù)載Pd涂層中的重量含量為0.1-5% ;所述鈀以PdO形式負(fù)載 于所述稀土復(fù)合氧化鋁負(fù)載Pd涂層中。
[0010] 優(yōu)選地，所述分子篩為ZSM-5分子篩、Y分子篩、β分子篩以及絲光沸石中的一種或 多種;所述氧化鋁為γ -αι2〇3。
[0011] 本發(fā)明還提供一種用于甲烷催化燃燒的雙層結(jié)構(gòu)式催化劑的制備方法，包括以下 步驟：
[0012] Sl、制備稀土復(fù)合分子篩負(fù)載Pt和稀土復(fù)合氧化鋁負(fù)載Pd;
[0013] S2、將稀土復(fù)合分子篩負(fù)載Pt與去離子水混合，經(jīng)球磨后制得稀土復(fù)合分子篩負(fù) 載Pt料液；
[0014] 將稀土復(fù)合氧化鋁負(fù)載Pd與去離子水混合，經(jīng)球磨后制得稀土復(fù)合氧化鋁負(fù)載Pd 料液；
[0015] S3、將所述稀土復(fù)合分子篩負(fù)載Pt料液以真空噴涂方法涂覆于載體上，經(jīng)100-120 tC干燥、300-80(TC焙燒，在所述載體上形成稀土復(fù)合分子篩負(fù)載Pt涂層；
[0016] S4、將所述稀土復(fù)合氧化鋁負(fù)載Pd料液以真空噴涂方法涂覆于所述稀土復(fù)合分子 篩負(fù)載Pt涂層上，經(jīng)100-120 °C干燥、300-800°C焙燒，在所述稀土復(fù)合分子篩負(fù)載Pt涂層上 形成稀土復(fù)合氧化鋁負(fù)載Pd涂層，從而制得雙層結(jié)構(gòu)式催化劑；
[0017] 其中，所述稀土復(fù)合分子篩負(fù)載Pt涂層和稀土復(fù)合氧化鋁負(fù)載Pd涂層的重量比為 1:卜1:4〇
[0018] 優(yōu)選地，步驟Sl中，制備稀土復(fù)合分子篩負(fù)載Pt包括以下步驟：
[0019] 以可溶性稀土鹽的水溶液浸漬分子篩，浸漬完成后，經(jīng)100-120°C干燥、500-1000 °c焙燒，制得稀土復(fù)合分子篩；
[0020] 以可溶性鉑鹽為前驅(qū)體，以稀土復(fù)合分子篩為載體，采用等體積浸漬法浸漬，浸漬 完成后，經(jīng)100-120 °C干燥、500-1000 °C焙燒，制得稀土復(fù)合分子篩負(fù)載Pt。
[0021]制備稀土復(fù)合氧化鋁負(fù)載Pd包括以下步驟：
[0022]以可溶性稀土鹽的水溶液浸漬氧化鋁，浸漬完成后，經(jīng)100-120°C干燥、500-1000 °c焙燒，制得稀土復(fù)合氧化鋁；
[0023]以可溶性鈀鹽為前驅(qū)體，以稀土復(fù)合氧化鋁為載體，采用等體積浸漬法浸漬，浸漬 完成后，經(jīng)100-120 °C干燥、500-1000 °C焙燒，制得稀土復(fù)合氧化鋁負(fù)載Pd。
[0024] 優(yōu)選地，所述可溶性鈀鹽為硝酸鈀、氯鈀酸、醋酸鈀和乙酰丙酮鈀中的一種或多 種；
[0025]所述可溶性鉑鹽為硝酸鉑、氯鉑酸和乙酰丙酮鉑中的一種或多種。
[0026]優(yōu)選地，在制備稀土復(fù)合分子篩負(fù)載Pt和稀土復(fù)合氧化鋁負(fù)載Pd中，所述可溶性 稀土鹽為硝酸鹽或乙酸鹽;所述可溶性稀土鹽在經(jīng)過焙燒后形成稀土氧化物；
[0027]在所述稀土復(fù)合分子篩負(fù)載Pt中，所述稀土氧化物的重量含量為分子篩的2-15%;在所述稀土復(fù)合氧化鋁負(fù)載Pd中，所述稀土氧化物的重量含量為氧化鋁的2-15%。 [0028]優(yōu)選地，步驟S2中，所述稀土復(fù)合分子篩負(fù)載Pt料液中的總固含量為30-50% ; [0029]所述稀土復(fù)合氧化鋁負(fù)載Pd料液中的總固含量為30-50%。
[0030] 本發(fā)明的雙層結(jié)構(gòu)式催化劑，可用于低濃度甲烷的催化燃燒，其中的活性涂層具 有稀土復(fù)合氧化鋁負(fù)載Pd涂層和稀土復(fù)合分子篩負(fù)載Pt涂層雙層結(jié)構(gòu)，制備方法簡(jiǎn)單易 行，制得的催化劑活性高，對(duì)甲烷的催化燃燒效果好。
【具體實(shí)施方式】
[0031] 本發(fā)明的用于甲烷催化燃燒的雙層結(jié)構(gòu)式催化劑，包括載體以及設(shè)置在載體上的 活性涂層，活性涂層包括依次設(shè)置的稀土復(fù)合分子篩負(fù)載Pt涂層和稀土復(fù)合氧化鋁負(fù)載Pd 涂層;稀土復(fù)合分子篩負(fù)載Pt涂層和稀土復(fù)合氧化鋁負(fù)載Pd涂層的重量比為1:1-1: 4。 [0032]其中，載體為蜂窩陶瓷，可優(yōu)選堇青石蜂窩陶瓷?；钚酝繉拥纳陷d量為80-180g/L。 稀土復(fù)合分子篩負(fù)載Pt涂層作為底層，涂覆形成在載體上;稀土復(fù)合氧化鋁負(fù)載Pd涂層作 為上層，涂覆形成在底層上。
[0033]在稀土復(fù)合分子篩負(fù)載Pt涂層中，活性載體為分子篩，分子篩為ZSM-5分子篩、Y分 子篩、β分子篩以及絲光沸石中的一種或多種。活性組分為鉑(Pt)，鉑在稀土復(fù)合分子篩負(fù) 載Pt涂層中的重量含量為0.1-5%。并且，鉑以PtO x形式負(fù)載于稀土復(fù)合分子篩負(fù)載Pt涂層 中，其中0<χ<1。
[0034]在稀土復(fù)合氧化鋁負(fù)載Pd涂層中，活性載體為氧化鋁，氧化鋁優(yōu)選為γ -Al2〇3?；?性組分為鈀(Pd)，鈀在稀土復(fù)合氧化鋁負(fù)載Pd涂層中的重量含量為0.1-5%。并且，鈀以PdO 形式負(fù)載于稀土復(fù)合氧化鋁負(fù)載Pd涂層中。
[0035]在活性涂層中，氧化鋁所占重量百分?jǐn)?shù)為25-75%，分子篩所占重量百分?jǐn)?shù)為20-50% 〇
[0036]本發(fā)明的用于甲烷催化燃燒的雙層結(jié)構(gòu)式催化劑的制備方法，可包括以下步驟： [0037] Sl、制備稀土復(fù)合氧化鋁負(fù)載Pd和稀土復(fù)合分子篩負(fù)載Pt。
[0038] 該步驟Sl中，制備稀土復(fù)合分子篩負(fù)載Pt包括以下步驟：
[0039]以可溶性稀土鹽的水溶液浸漬分子篩，浸漬完成后，經(jīng)100-120°C干燥、500-1000 °c焙燒，制得稀土復(fù)合分子篩。其中，可溶性稀土鹽為硝酸鹽或乙酸鹽;硝酸鹽為硝酸鑭、硝 酸鈰、硝酸鐠和硝酸鐠中的一種或多種；乙酸鹽為乙酸鑭、乙酸鈰、乙酸鐠和乙酸鐠中的一 種或多種。在經(jīng)過高溫焙燒后，可溶性稀土鹽形成稀土氧化物，對(duì)應(yīng)為氧化鑭、氧化鈰、氧化 鐠、氧化釤中的一種或多種。稀土氧化物的重量含量為分子篩的2-15%。
[0040]以可溶性鉑鹽為前驅(qū)體，以稀土復(fù)合分子篩為載體，采用等體積浸漬法浸漬，浸漬 完成后，經(jīng)100-120°C干燥、500-1000°C焙燒，制得稀土復(fù)合分子篩負(fù)載Pt。其中，可溶性鉑 鹽可以為硝酸鉑、氯鉑酸和乙酰丙酮鉑中的一種或多種?？扇苄糟K鹽在經(jīng)過高溫焙燒后形 成 PtOx，其中 0<χ<1。
[00411制備稀土復(fù)合氧化鋁負(fù)載Pd包括以下步驟：
[0042]以可溶性稀土鹽的水溶液浸漬氧化鋁，浸漬完成后，經(jīng)100-120°C干燥、500-1000 °c焙燒，制得稀土復(fù)合氧化鋁。其中，可溶性稀土鹽為硝酸鹽或乙酸鹽;硝酸鹽為硝酸鑭、硝 酸鈰、硝酸鐠和硝酸鐠中的一種或多種；乙酸鹽為乙酸鑭、乙酸鈰、乙酸鐠和乙酸鐠中的一 種或多種。在經(jīng)過高溫焙燒后，可溶性稀土鹽形成稀土氧化物，對(duì)應(yīng)為氧化鑭、氧化鈰、氧化 鐠、氧化釤中的一種或多種。稀土氧化物的重量含量為氧化鋁的2-15%。
[0043]以可溶性鈀鹽為前驅(qū)體，以稀土復(fù)合氧化鋁為載體，采用等體積浸漬法浸漬，浸漬 完成后，經(jīng)100-120°C干燥、500-1000°C焙燒，制得稀土復(fù)合氧化鋁負(fù)載PcL其中，可溶性鈀 鹽可以為硝酸鈀、氯鈀酸、醋酸鈀和乙酰丙酮鈀中的一種或多種?？扇苄遭Z鹽在經(jīng)過高溫焙 燒后形成PdO。
[0044] S2、制備稀土復(fù)合氧化鋁負(fù)載Pd料液和稀土復(fù)合分子篩負(fù)載Pt料液。
[0045]制備稀土復(fù)合氧化鋁負(fù)載Pd料液:將稀土復(fù)合分子篩負(fù)載Pt與去離子水混合，經(jīng) 球磨后制得均勻的稀土復(fù)合分子篩負(fù)載Pt料液。該稀土復(fù)合分子篩負(fù)載Pt料液中的總固含 量(固體總含量)為30-50 %。
[0046]制備稀土復(fù)合分子篩負(fù)載Pt料液:將稀土復(fù)合氧化鋁負(fù)載Pd與去離子水混合，經(jīng) 球磨后制得均勻的稀土復(fù)合氧化鋁負(fù)載Pd料液。該稀土復(fù)合氧化鋁負(fù)載Pd料液中的總固含 量為 30-50 %。
[0047]上述制備稀土復(fù)合氧化鋁負(fù)載Pd料液和稀土復(fù)合分子篩負(fù)載Pt料液時(shí)，還可分別 通過加入添加硝酸或者醋酸，將料液pH值調(diào)至3-4,從而調(diào)節(jié)料液的粘度。
[0048] S3、將稀土復(fù)合分子篩負(fù)載Pt料液以真空噴涂方法涂覆于載體上，經(jīng)100_120°C干 燥、300-800°C焙燒，在載體上形成稀土復(fù)合分子篩負(fù)載Pt涂層。其中，載體為蜂窩陶瓷，可 優(yōu)選堇青石蜂窩陶瓷。
[0049] S4、將稀土復(fù)合氧化鋁負(fù)載Pd料液以真空噴涂方法涂覆于稀土復(fù)合分子篩負(fù)載Pt 涂層上，經(jīng)100-120°C干燥、300-800 °C焙燒，在稀土復(fù)合分子篩負(fù)載Pt涂層上形成稀土復(fù)合 氧化鋁負(fù)載Pd涂層，從而制得雙層結(jié)構(gòu)式催化劑。
[0050]稀土復(fù)合分子篩負(fù)載Pt涂層和稀土復(fù)合氧化鋁負(fù)載Pd涂層在載體上形成雙層結(jié) 構(gòu)的活性涂層。其中，稀土復(fù)合分子篩負(fù)載Pt涂層和稀土復(fù)合氧化鋁負(fù)載Pd涂層的重量比 為
[0051 ]以下通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0052] 實(shí)施例1:
[0053]制備稀土復(fù)合分子篩負(fù)載Pt:稱取一定量的硝酸鈰，加入去離子水中，經(jīng)攪拌至完 全溶解形成硝酸鈰的水溶液;采用等體積浸漬法，將100g的ZSM-5分子篩浸漬到硝酸鈰的水 溶液中，經(jīng)攪拌、120°C干燥3h、550°C焙燒3h后，得到稀土復(fù)合分子篩;硝酸鈰形成氧化鈰， 其重量含量為分子篩的5%。稱取一定量的硝酸鉑溶液，采用等體積浸漬法，將所制備的稀 土復(fù)合分子篩浸漬到硝酸鉑溶液中，經(jīng)攪拌、120°C干燥3h、550°C焙燒3h后，得到稀土復(fù)合 分子篩負(fù)載Pt;稀土復(fù)合分子篩負(fù)載Pt中Pt的重量含量為1 %。
[0054]制備稀土復(fù)合氧化鋁負(fù)載Pd:稱取一定量的硝酸鑭，加入去離子水中，經(jīng)攪拌至完 全溶解形成硝酸鑭的水溶液;采用等體積浸漬法，將100g的γ -Ah〇3浸漬到硝酸鑭的水溶液 中，經(jīng)攪拌、120°C干燥3h、550°C焙燒3h后，得到稀土復(fù)合氧化鋁；硝酸鑭形成氧化鑭，其重 量含量為氧化鋁的5%。稱取一定量的硝酸鈀溶液，采用等體積浸漬法，將所制備的稀土復(fù) 合氧化鋁浸漬到硝酸鈀溶液中，經(jīng)攪拌、120°C干燥3h、550°C焙燒3h后，得到稀土復(fù)合氧化 鋁負(fù)載Pd;稀土復(fù)合氧化鋁負(fù)載Pd中Pd的重量含量為1 %。
[0055] 稱取60g的稀土復(fù)合分子篩負(fù)載Pt，加入HOg去離子水，調(diào)節(jié)pH為3-4,經(jīng)球磨攪 拌，制備出稀土復(fù)合分子篩負(fù)載Pt料液。采用真空噴涂的方法，將所制備的稀土復(fù)合分子篩 負(fù)載Pt料液涂覆在堇青石蜂窩陶瓷上，然后經(jīng)120 °C干燥3h、550 °C焙燒3h后，獲得具有稀土 復(fù)合分子篩負(fù)載Pt涂層的催化劑初品，該涂層重量為40g/L。
[0056] 稱取80g的稀土復(fù)合氧化鋁負(fù)載Pd，加入100g去離子水，調(diào)節(jié)pH為3-4,經(jīng)球磨攪 拌，制備出稀土復(fù)合氧化鋁負(fù)載Pd料液。采用真空噴涂的方法，將所制備的稀土復(fù)合氧化鋁 負(fù)載Pd料液涂覆在催化劑初品上，然后經(jīng)120 °C干燥3h、550 °C焙燒3h后，獲得具有稀土復(fù)合 氧化鋁負(fù)載Pd涂層和稀土復(fù)合分子篩負(fù)載Pt涂層雙層結(jié)構(gòu)的催化劑。稀土復(fù)合氧化鋁負(fù)載 Pd涂層重量為120g/L。
[0057] 實(shí)施例2:
[0058]按實(shí)施例1制備稀土復(fù)合分子篩負(fù)載Pt和稀土復(fù)合氧化鋁負(fù)載Pd;稱取60g稀土復(fù) 合分子篩負(fù)載Pt與90g去離子水混合，其余同實(shí)施例1，制備出涂覆有稀土復(fù)合分子篩負(fù)載 Pt涂層的催化劑初品；稱取60g稀土復(fù)合氧化鋁負(fù)載Pd與90g去離子水混合，其余同實(shí)施例 1，從而制備出具有雙層結(jié)構(gòu)的催化劑;催化劑中涂層上載量為120g/L，其中底層為60g/L， 上層為60g/L。
[0059] 比較例I:
[0060] 按實(shí)施例1制備稀土復(fù)合分子篩負(fù)載Pt，稱取100g稀土復(fù)合分子篩負(fù)載Pt與150g 去離子水，調(diào)節(jié)pH為3-4，經(jīng)球磨攪拌，制備出稀土復(fù)合分子篩負(fù)載Pt料液;采用真空噴涂的 方法，將所制備的稀土復(fù)合分子篩負(fù)載Pt料液涂覆在堇青石蜂窩陶瓷上，然后經(jīng)120Γ干燥 3h、550 °C焙燒3h后，制備出催化劑。催化劑中涂層上載量為120g/L。
[0061 ]比較例2:
[0062]按實(shí)施例1制備稀土復(fù)合氧化鋁負(fù)載PcL稱取100g稀土復(fù)合氧化鋁負(fù)載Pd與150g 去離子水，調(diào)節(jié)pH為3-4，經(jīng)球磨攪拌，制備出稀土復(fù)合氧化鋁負(fù)載Pd料液;采用真空噴涂的 方法，將所制備的稀土復(fù)合氧化鋁負(fù)載Pd料液涂覆在堇青石蜂窩陶瓷上，然后經(jīng)120Γ干燥 3h、550 °C焙燒3h后，制備出催化劑。催化劑中涂層上載量為120g/L。
[0063]比較例3:
[0064]按實(shí)施例1制備稀土復(fù)合分子篩負(fù)載Pt和稀土復(fù)合氧化鋁負(fù)載Pd;分別稱取40g稀 土復(fù)合分子篩負(fù)載Pt和80g稀土復(fù)合氧化鋁負(fù)載Pd與ISOg去離子水混合，經(jīng)球磨打漿，控制 pH值在3-4，其余各步同實(shí)施例1，制備出成品催化劑，催化劑中涂層上載量為120g/L。
[0065] 上述各實(shí)施例及比較例制得的催化劑性能評(píng)價(jià)采用固定床反應(yīng)器，反應(yīng)氣為 IOOppm的甲烷，20 %的氧氣，其余為氮?dú)狻２捎脷庀嗌V測(cè)量反應(yīng)前后甲烷的濃度變化，計(jì) 算出甲烷的轉(zhuǎn)化率，以甲烷轉(zhuǎn)化率為10 %所對(duì)應(yīng)的溫度和90 %轉(zhuǎn)化率所對(duì)應(yīng)放入溫度來表 示甲烷催化燃燒的活性，溫度越低，催化劑的活性越高。
[0066] 表1.各實(shí)施例和比較例所制得催化劑對(duì)甲烷的催化活性
[0068] 由上述表1可知，本發(fā)明的雙層結(jié)構(gòu)式催化劑(如實(shí)施例1、2)相較于單層結(jié)構(gòu)（如 比較例1、2)和混合式(如比較例3)的催化劑活性高，對(duì)甲烷的催化燃燒效果好，可適用于低 濃度(如I Oppm)的甲烷的催化燃燒。
[0069] 以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā) 明說明書內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng) 域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于甲烷催化燃燒的雙層結(jié)構(gòu)式催化劑，其特征在于，包括載體以及設(shè)置在所 述載體上的活性涂層，所述活性涂層包括依次設(shè)置的稀土復(fù)合分子篩負(fù)載Pt涂層和稀土復(fù) 合氧化鋁負(fù)載Pd涂層;所述稀土復(fù)合分子篩負(fù)載Pt涂層和稀土復(fù)合氧化鋁負(fù)載Pd涂層的重 量比為1:1-1:4。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙層結(jié)構(gòu)式催化劑，其特征在于，所述載體為蜂窩陶瓷。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙層結(jié)構(gòu)式催化劑，其特征在于，所述活性涂層的上載量為 80-180g/L〇4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙層結(jié)構(gòu)式催化劑，其特征在于，所述稀土復(fù)合分子篩負(fù)載Pt 涂層中，活性載體為分子篩，活性組分為鉑，所述鉑在所述稀土復(fù)合分子篩負(fù)載Pt涂層中的 重量含量為0.1-5%;所述鉑以PtOx形式負(fù)載于所述稀土復(fù)合分子篩負(fù)載Pt涂層中，其中0< χ<1 ； 所述稀土復(fù)合氧化鋁負(fù)載Pd涂層中，活性載體為氧化鋁，活性組分為鈀，所述鈀在所述 稀土復(fù)合氧化鋁負(fù)載Pd涂層中的重量含量為0.1-5%;所述鈀以PdO形式負(fù)載于所述稀土復(fù) 合氧化鋁負(fù)載Pd涂層中。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙層結(jié)構(gòu)式催化劑，其特征在于，所述分子篩為ZSM-5分子篩、 Y分子篩、β分子篩以及絲光沸石中的一種或多種;所述氧化鋁為γ- ai2〇3。6. -種用于甲烷催化燃燒的雙層結(jié)構(gòu)式催化劑的制備方法，其特征在于，包括以下步 驟： 51、 制備稀土復(fù)合分子篩負(fù)載Pt和稀土復(fù)合氧化鋁負(fù)載Pd; 52、 將稀土復(fù)合分子篩負(fù)載Pt與去離子水混合，經(jīng)球磨后制得稀土復(fù)合分子篩負(fù)載Pt 料液； 將稀土復(fù)合氧化鋁負(fù)載Pd與去離子水混合，經(jīng)球磨后制得稀土復(fù)合氧化鋁負(fù)載Pd料 液； 53、 將所述稀土復(fù)合分子篩負(fù)載Pt料液以真空噴涂方法涂覆于載體上，經(jīng)100-120°C干 燥、300-80(TC焙燒，在所述載體上形成稀土復(fù)合分子篩負(fù)載Pt涂層； 54、 將所述稀土復(fù)合氧化鋁負(fù)載Pd料液以真空噴涂方法涂覆于所述稀土復(fù)合分子篩負(fù) 載Pt涂層上，經(jīng)100-120 °C干燥、300-800 °C焙燒，在所述稀土復(fù)合分子篩負(fù)載Pt涂層上形成 稀土復(fù)合氧化鋁負(fù)載Pd涂層，從而制得雙層結(jié)構(gòu)式催化劑； 其中，所述稀土復(fù)合分子篩負(fù)載Pt涂層和稀土復(fù)合氧化鋁負(fù)載Pd涂層的重量比為1:1-1:4〇7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，步驟S1中，制備稀土復(fù)合分子篩負(fù)載 Pt包括以下步驟： 以可溶性稀土鹽的水溶液浸漬分子篩，浸漬完成后，經(jīng)100_120°C干燥、500-1000°C焙 燒，制得稀土復(fù)合分子篩； 以可溶性鉑鹽為前驅(qū)體，以稀土復(fù)合分子篩為載體，采用等體積浸漬法浸漬，浸漬完成 后，經(jīng)100-120 °C干燥、500-1000 °C焙燒，制得稀土復(fù)合分子篩負(fù)載Pt; 制備稀土復(fù)合氧化鋁負(fù)載Pd包括以下步驟： 以可溶性稀土鹽的水溶液浸漬氧化鋁，浸漬完成后，經(jīng)100-120 °C干燥、500-1000 °C焙 燒，制得稀土復(fù)合氧化鋁； 以可溶性鈀鹽為前驅(qū)體，以稀土復(fù)合氧化鋁為載體，采用等體積浸漬法浸漬，浸漬完成 后，經(jīng)100-120 °C干燥、500-1000 °C焙燒，制得稀土復(fù)合氧化鋁負(fù)載Pd。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述可溶性鈀鹽為硝酸鈀、氯鈀酸、醋 酸鈀和乙酰丙酮鈀中的一種或多種； 所述可溶性鉑鹽為硝酸鉑、氯鉑酸和乙酰丙酮鉑中的一種或多種。9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，在制備稀土復(fù)合分子篩負(fù)載Pt和稀土 復(fù)合氧化鋁負(fù)載Pd中，所述可溶性稀土鹽為硝酸鹽或乙酸鹽;所述可溶性稀土鹽在經(jīng)過焙 燒后形成稀土氧化物； 在所述稀土復(fù)合分子篩負(fù)載Pt中，所述稀土氧化物的重量含量為分子篩的2-15%;在所 述稀土復(fù)合氧化鋁負(fù)載Pd中，所述稀土氧化物的重量含量為氧化鋁的2-15%。10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，步驟S2中，所述稀土復(fù)合分子篩負(fù)載 Pt料液中的總固含量為30-50%; 所述稀土復(fù)合氧化鋁負(fù)載Pd料液中的總固含量為30-50%。
【文檔編號(hào)】B01J29/44GK105833897SQ201610255454
【公開日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年4月21日
【發(fā)明人】周國(guó)豐, 白杉, 董振營(yíng), 郭耘, 韓玉峰, 黃永雄, 王麗, 王超, 郭楊龍
【申請(qǐng)人】中廣核研究院有限公司, 中國(guó)廣核集團(tuán)有限公司, 中國(guó)廣核電力股份有限公司, 華東理工大學(xué)